| 研究課題/領域番号 |
16K13934
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
太田 薫 神戸大学, 分子フォトサイエンス研究センター, 特命准教授 (30397822)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 超短パルス光 / 透過行列 / 空間位相変調器 / 波形制御 / 散乱体 / 位相共役光 |
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| 研究実績の概要 |
光学的に不透明な媒質をレーザーなどのコヒーレント光が透過する際には、多重散乱や光の拡散が起こり、ある特定の場所に光を効率よく集めることが非常に困難となる。本研究課題では、空間領域と時間領域の波形制御を融合させることで、散乱体透過後の超短パルス光を空間上の任意の１点に集光し、時間方向に拡がった超短パルス光の特性を操作、最適化することを目的としている。平成30年度はこれまでに構築した時間領域と空間領域の波形制御法を組み合わせることにより、超短パルス光の時空間波形制御の評価を行った。光源には非同軸光パラメトリック増幅器で発生させた可視領域の広帯域パルス光を用い、時間領域でのパルスシェーパーにより、パルス幅を9 fsまで圧縮した。空間領域での光散乱の波形制御法や伝播特性の計測には、透過行列（Transmission Matrix）をベースとした手法を採用した。散乱体としては拡散角度0.5度のビーム整形光学拡散板を用いた。透過行列の位相共役を計算し、その値を液晶空間光位相変調器に書き込むことで、空間上のある１点での超短パルス光の強度を最適化することができる。スペクトル分解した透過行列の行は空間光位相変調器の1024個の領域に対応し、列は各波長に対応した位相成分を表す。実験結果から、透過行列の位相共役の計算において、どの波長領域の成分を取り入れるかで、最適化した超短パルス光のスペクトル分布が異なることがわかった。スペクトルの中心波長領域で強度最適化を行った超短パルス光について、時間領域でのパルスシェーパーにより時間幅の最適化を行ったところ、11 fsまで圧縮することができた。これは超短パルス光の強度を最適化した後、超短パルス光のスペクトル幅が狭くなったことによる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
透過行列（Transmission Matrix）法を用いることにより、長時間の光学的干渉精度を保持したままで、散乱体透過後の超短パルス光の光学特性を計測し、空間上の任意の１点に集光することができた。また、拡散角度0.5度のビーム整形光学拡散板を用いた場合での超短パルス光の時空間波形制御を行うことが可能になった。これまでの研究期間で、時空間領域での波形制御の原理検証実験を完了することができたと考えている。すでに学会発表は行っている。更なる実験データの追加のため、事業期間を延長したが、研究自体は順調に進んでいる。
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| 今後の研究の推進方策 |
論文投稿のためには、異なる条件での測定実験を行い、補足データなどを追加する必要がある。現在、拡散角度5度の光学拡散板を用いた時空間波形制御の実験を行っている。今後はこれらの実験結果を追加し、より詳細な解析を行う。その後、投稿論文としてまとめる予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
オープンアクセスジャーナルへの論文投稿も検討している。その投稿料が必要なため、事業期間を延長し、補助金を繰り越すことにした。
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